172623. lajstromszámú szabadalom • Eljárás levegőnek és komponenseinek cseppfolyósítására
5 172623 6 fojtási veszteségek is. Mivel ezeknél az eljárásoknál is olajkenésű gázsűrítő berendezéseket alkalmaznak, a kenés nélkül működő (szárazon futó) expanziós gép alkalmazása nem jár az olajszennyezettségből származó veszélyek észrevehető csökkenésével. A találmány célja, hogy maximális mennyiségű folyékony terméket, például folyékony oxigént, illetve valamely más gázból hidegtartalom szempontjából ekvivalens mennyiséget szolgáltató berendezéseknél a fajlagos energiafelhasználást csökkentse, a nagyüzemi nyomások kiküszöbölésével, az eljárásnak olaj, vagy más folyékony kenőanyagok szennyeződésétől tökéletesen mentes végrehajtásával az üzembiztonságot fokozza, továbbá a beruházási és üzemeltetési költségeket az eljárás optimális végrehajtásának biztosításával, a gyártási- és anyagköltségek csökkentésével, illetve az egyes szerkezetcsoportok egyszerűsítésével, vagy elhagyásával csökkentse, és a környezet szennyezésének a veszélyét tökéletesen kiküszöbölje. A találmány feladata, hogy levegő cseppfolyósítására, és annak komponensei cseppfolyósítására maximális folyékony termék-mennyiség nyerését biztosító eljárást szolgáltasson, mimellett a maximális folyékony termék nyerésén az eljárás eredményeként nyert, atmoszférikus nyomású és fonásállapotú folyékony oxigén formájában jelenlévő hidegmennyiséget értünk, és csak 0-4 térfogat%-nyi oxigéntartalmú gáznemű frakciónak szabad maradni a hőcserélés után a teljes művelet végrehajtásakor, míg a feldolgozandó gáz 21 térfogat%-nyi oxigént tartalmaz, és az eljárásnak a meglevő energiatartalékok felhasználása, a feldolgozandó gázáram vezetése és az üzemi nyomás lényeges csökkentése révén sokkal kisebb energiafelhasználással kell foganatosíthatőnak lennie, mint az eddig ismert, hasonló célú eljárásoknak, sem a feldolgozandó gáznak, sem a bomlási- és folyékony termékeknek nem szabad az eljárás egyetlen fázisában sem olajjal és más folyékony kenőanyagokkal érintkezésbe kerülniük így ilyen szennyezőanyagtartalom nélkül kell kinyernünk azokat, ezen túlmenően az eljárás során semmiféle káros hulladékanyagnak nem szabad a rendszerből kikerülnie. A találmány értelmében ezt a feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek lényege, hogy a feldolgozandó gázt 70—100 kp/cm2 túlnyomáson kenőanyagmentesen sűrítjük, a sűrítési végfokozat előtt szétválasztjuk, egy adszorpciós berendezésrészben szárítjuk és tisztítjuk és további sűrítési fokozathoz vezetjük, közben idegen hideggel —10C° és —35 C közötti hőmérsékletre hűtjük, egy részmennyiségét egy vagy több fokozatban kenőanyagmentes expanziónak, a többi részt fojtásos expanziónak vetjük alá és a feldolgozandó gázt rektifikáljuk, illetve cseppfolyósítjuk, majd folyékony termát és maradékgáz formájában elvezetjük, és hogy a maradékgázt a kompresszor hűtőjében felhevítjük és egy expanziós turbina fékkompresszotjában sűrítjük, és az adszorpciós berendezésrész feltöltött adszorpciós készülékein keresztülvezetjük. Az eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a feldolgozásra kerülő gázt és a maradékgázt egy- vagy többfokozatú expanziós gépben munkavégző módon expandáltatjuk. Előnyös továbbá, ha a feldolgozásra kerülő gáz expandáltatását előnyösen az első fokozatban egy dugattyús expanziós gép, a második fokozatban egy expanziós turbina segítségével hajtjuk végre, és ha az adszorpciót előnyösen 20-30 kp/cm2 üzemi túlnyomáson hajtjuk végre. Az adszorpciós berendezésrészben tisztítandó és a dugattyús kompresszorból távozó feldolgozásra kerülő gázt tisztítása és szárítása érdekében célszerűen 20—30 kp/cm2 túlnyomással vezetjük az adszorpciós készülékekhez. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesen, amely az eljárás műveleti lépéseit egy berendezésre hivatkozva érzékelteti. Az alábbiakban leírt kiviteli példa levegő cseppfolyósítására és szétbontására, valamint a levegő komponenseinek cseppfolyósítására szolgáló eljárásra vonatkozik, amelynek célja maximális mennyiségű folyékony termék, például folyékony 02 nyerése, mimellett maximális mennyiségű folyékony termék nyerésén azt az eljárásból elvont hidegmennyiséget értjük, amely akkor keletkezik, amikor a folyékony termék - amelyet az oxigén képez — atmoszférikus nyomáson és forrási állapotban van, és csak 0—4 térfogat%-nyi oxigént tartalmazó gáznemű oxigéntartalmú gáz marad a hőcserélés után a teljes eljárás befejeztével, és a bevezetett feldolgozandó gáz 21 térfogat% oxigént tartalmaz, vagy más folyékony gázból, vagy gázkeverékből ezzel hidegtartalmát tekintve ekvivalens mennyiséget, mimellett ezt az eljárást a meglevő energiatartalékok messzemenő kihasználásával, a feldolgozandó gázáramok vezetésével és az üzemi nyomás jelentős mértékű csökkentésével hajtjuk végre, miáltal lényegesen kisebb energiaráfordítással dolgozunk, mint az ismert, hasonló célú eljárások, és az eljárás során sem a feldolgozandó gáz, sem a bomlástermékek és folyékony termékek az eljárás egyetlen fázisában sem kerülnek érintkezésbe olajjal és más folyékony kenőanyagokkal, így ilyen szennyeződésektől mentesen nyerhetők, ezenkívül az eljárás során semmiféle káros hulladékanyag nem keletkezik. A feldolgozandó levegőt egy négyfokozatú, folyékony kenőanyag nélkül működő (szárazon futó) 1 dugattyús kompresszor szívja be, amely a gázt 70-100 kp/cm2 túlnyomáson sűríti. Ily módon kiküszöböljük a nagy energia- és szerkezeti ráfordítást, ami az eddig ismert, nagy üzemi nyomással dolgozó sűrítésnél nem volt elkerülhető, és egyidejűleg a nagy sűrítési és expanziós nyomások következtében fellépő nagymérvű kopást a szárazon futó sűrítő- és expanziós gépek munkatereiben meggátoljuk, amire az ezekhez a gépekhez alkalmazott nagy ráfordítást igénylő különleges berendezések mellett is csaknem kielégítő mértékben van lehetős^. Minden sűrítési fokozat után egy utánkapcsolt 2 hőcserélőben a gázt közbenső hűtésnek vetjük alá, annak érdekében, hogy közelítőleg izotermikus sűrítést és tiszta vízdesztillátum leválasztását biztosítsuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
